G105排洪渠配套闸泵工程闸泵方案比选

杨小康，樊健松，蔡坤晋

（1.珠海市规划设计研究院,广东 珠海 519000；2.中建三局集团（深圳）有限公司,广东 深圳 518000）

1 工程背景

近几年,G105 国道排洪渠两侧持续开展了截污工程项目,两岸均已配套污水管,但现状仍存在污水外溢入排洪渠的情况,主要污染源来自南溪、沥溪、界涌等城中村污水,这些城中村的排污属于雨污混流,生活污水与山水和雨水直接排入排洪渠。

2015 年,开展了《珠海市香洲区前山北部雨水湖建设工程》,在排洪渠下游及中游分别建设了1#、2#雨水湖,一定程度上改善了前山北部片区水浸问题,但是辅道及东顺物流园区水浸问题仍时有发生。2018 年初,G105 国道排洪渠实施了生态治理工作,对排洪渠入河污水进行处理,虽然有一定改善,但是污水入河问题仍未解决。

2019 年,G105国道排洪渠在珠海市香洲区问题河涌（含黑臭水体）管养提升项目中已经开展过清淤及相关截污工作内容。该工程在闸门建设前提下,在1号雨水湖附近建设规模约7000 m3/d的1号一体化泵站,将界涌暗渠截污后污水和G105 国道排洪渠内残余污水及溢流污染污水抽排至7000 m3/d的1号一体化处理设施中处理后排放；在明华三路和华宇路交叉口处建设规模约5000 m3/d的1号一体化泵站,将交叉口处排口污水和部分G105国道污水主干管污水抽排至5000 m3/d的2号一体化处理设施中处理后排放（2号一体化处理设施位于2号雨水湖内）。

与此同时,正在建设的珠海市香海大桥支线工程也在G105 国道排洪渠沿线施工,项目北起西部沿海高速,利用G105 走廊高架至梅华路,沿珠海、中山两市交界向南接原金琴高速公路人民西路互通,沿原金琴高速线位至原造贝互通工程界面处与香海大桥顺接,目前,该项目正在实施沿线桥墩施工。

G105 排洪渠配套闸泵工程重点解决前山河水系倒灌、中小雨快排,并方便排洪渠日常管养护、综合发挥现有1号和2 号一体化处理站处理效果,改善1#雨水湖调蓄能力,为G105排洪渠水体治理提供条件。

泵闸功能是建立闸门,防止永二村处及明丰一路处排洪渠因前山河水顶托水位倒灌至G105 国道排洪渠,进而避免渠水通过排口进入截污系统进入污水管道；根据G105 排洪渠设计资料及现场测量资料,G105 排洪渠渠道总长约4.2 km,宽12 m。排洪渠渠道坡度约万分之1.2 至万分之5,渠道过流能力有限,下雨时容易积留雨水至排洪渠内,长期滞留容易形成黑臭,为及时降低中、小雨后G105 排洪渠渠道水位,拟建2 座泵站,通过泵站实现外排（见图1）。

图1 总体方案图

2 工程规模

依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2017）、《城市防洪工程设计规范》（GB/T 50805-2012）,以及《珠海市雨水系统及防洪规划》《珠海市城区排水（雨水）防涝综合规划（2013-2020）》等相关规划,水闸所在排洪渠防洪标准50 年一遇,主要建筑物为3 级,临时建筑物为5 级。本次建设水闸为挡潮水闸,故水闸等级与排洪渠等级保持一致,为3 级。

2.1 闸顶标高

水闸所在河道无通航要求,前山河设计水位资料见表1。

表1 前山河设计水位表

内河正常蓄水位为0.583 m,本项目闸门位置位于G105国道排洪渠南侧,考虑0.5 m水位涨幅及0.2 m超高控制。工程闸顶标高=0.583+0.5+0.2=1.283 m,取1.30 m。

2.2 泵站规模

新建1 号泵站及2 号泵站的主要功能是抽排G105 国道排洪渠片区下中、小雨时渠道积水,降雨按照24 h降雨为20 mm考虑。

降雨为20 mm时,青年水库不泄流,此时105国道排洪渠汇水面积为2.95 km2（分区2）+ 4.85km2（分区3）=7.80 km2,考虑汇水范围内硬化面积较多,径流系数取0.65；参考《广东省暴雨径流查算图表使用手册》中珠江三角洲分区的雨型分配成果,确定洪峰流量为4.04 m3/s,相应的洪水过程如表2。因此确定2 个泵站规模各为2.0 m3/s。

表2 24 h降雨按照20 mm洪峰流量计算表

3 调度方案

旱季,前山河水位达到顶托水位时,1 号、2 号闸门关闭。界涌排洪渠渠道内山水水质较好时,通过泵站外排至1号雨水湖,为雨水湖水景创造条件。

旱季,前山河水位达到顶托水位时,1 号、2 号闸门关闭。排洪渠渠道内山水水质一般时,通过泵站外排至1 号闸后。

降雨前,打开1 号泵站侧1 号雨水湖新建出水渠闸门,1号雨水湖湖水预排,降低1 号湖水位,为1 号雨水湖调蓄排洪渠洪峰创造条件。

降雨为中小雨时,1 号、2 号闸门关闭,为及时抽干G105国道排洪渠内积水,通过1号、2 号泵站外排放。

降雨超过中雨时,1号、2号闸门开启,排洪渠通过自排泄洪。

4 闸泵方案

4.1 闸泵选址

（1）1号泵闸选址。工程闸门建设的主要目的是防止前山河水位上涨后倒灌至G105 国道排洪渠后通过排口进入污水系统而引起的污染问题,因此通过分析G105 排洪渠沿线用地情况及规划资料,1号泵闸的选址在华威路和明丰四路交叉桥南侧25 m。

此处现状管线相对较少,现状渠道结构相对简单,东侧现状为直立浆砌石挡墙,西侧现状为土坡,后续根据规划在两侧新建挡墙,施工难度最小；且位置位于中山市和珠海市边界附近,利于珠海市内河涌环境整治要求,能实现此位置控制前山水位倒灌回G105 国道排洪渠情况（见图2）。

图2 1号泵闸选址周边现状照片

（2）2号泵闸选址。2号闸泵建设的主要目的是防止前山河水位上涨后倒灌至G105国道排洪渠后通过排口进入污水系统而引起的污染问题,因此泵闸需设置于明丰一路的下界涌位置处。鉴于下界涌出口处存在桥涵且位置狭窄,情况复杂,且桥涵对面现状存在加油站,因此2号泵闸选址设置于下游约160 m处开阔地处（见图3）。

图3 2号泵闸选址周边现状照片

4.2 泵闸方案比选

（1）可选方案。

方案一：于1 号雨水湖处及明丰一路各新建1 座土建泵站及钢坝闸,防止前山河水倒灌至G105 排洪渠。

1 号泵闸处2 号泵站占地面积为10 m×7 m,泵站出水雨水渠尺寸为1.8 m×1.2 m；设置双孔闸门,单侧闸门净宽为9.5 m,单侧闸门控制室占地面积为10 m×4.0 m。根据片区防洪规划,此处排洪渠净宽20 m,因此在东西两侧均新建排洪渠挡墙。为方便泵站及闸门后期日常管养和检修,在泵站、闸门控制室附近设置检修台阶,台阶宽度为2.4 m,同时新建4 m宽站区道路,路口与华威路衔接（见图4）。

图4 1号闸泵总平面示意

2 号泵闸处2 号泵站占地面积为10 m×7 m,泵站出水雨水渠尺寸为1.8 m×1.2 m；设置单孔闸门,闸门净宽为6.5 m,闸门控制室占地面积为10 m×4.0 m；为方便泵站及闸门后期日常管养和检修,在泵站和闸门控制室之间设置检修台阶,台阶宽度为2.4 m,同时新建4 m宽站区道路,路口与明丰一路衔接（见图5）。

图5 2号闸泵总平面示意

方案二：于1号雨水湖处及明丰一路各新建1 座土建一体化泵闸设施,防止前山河水倒灌至G105 排洪渠。

1号一体化泵闸。1号泵闸处河道分为2 孔,单孔净宽9.5 m,中墩1.2 m。每孔流道内设1套1闸2 泵的一体化泵闸,水泵单泵流量0.5 m3/s,额定扬程H=1.5 m,极限扬程2.1 m,额定功率25 kW,水泵设计总流量2 m3/s,共配4 台穿墙泵。水泵进口侧每孔设一道回转式格栅清污机,用于自动拦截并输送河道内的垃圾,避免水泵堵塞。闸门前后各预留1 道检修门槽,水泵进水侧,每孔设一套射流搅拌器,用于闸室底部冲淤（见图6）。

图6 1号一体化闸泵总平面示意

2 号一体化泵闸。2 号泵闸处河道单孔,净宽6.5 m,内设1 套1 闸2 泵的一体化泵闸,水泵单泵流量1.0 m3/s,额定扬程H=1.5 m,极限扬程3.6 m,额定功率40 kW,水泵设计总流量2 m3/s。水泵进口侧设一道回转式格栅清污机,用于自动拦截并输送河道内的垃圾,避免水泵堵塞。闸门前后各预留1道检修门槽,水泵进水侧,设一套射流搅拌器,用于闸室底部冲淤（见图7）。

图7 2号一体化闸泵总平面示意

（2）闸泵方案比选。

续表3

依据表3可以看出,从工程总投资、泵闸运行可靠性及泵闸运行工况等方面比较,方案1 优于方案2,故选择方案1为推荐方案。

5 结语

此次闸泵工程属于G105排洪渠项目的配套工程,故在选择闸泵方案要充分考虑已有的区域排涝工程衔接以及为后续区域排涝建设提供条件。闸泵方案充分结合香洲区各河涌的综合整治,闸泵方案通过比选确定：1号泵闸位于明丰四路和华威路交叉桥涵南侧,2号泵闸位于明丰一路西南侧,最终达到防止前山水道倒灌至至G105国道排洪渠的问题,同时通过建立泵站实现中小雨后快速降低渠内积水水位,为排洪渠后期的管养提升创造条件,工程实施在技术上是可行的,经济上是合理的。